[发明专利]一种结核分枝杆菌自然感染非人灵长类动物模型的建立方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动物模型的建立方法及装置，特别涉及一种结核分枝杆菌自然感染非人灵长类动物模型的建立方法及装置。

背景技术

结核病(tuberculosis,TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)引起的全世界范围内高发、难治的呼吸道传染病之一，位居单一病原体引起死亡的严重传染病之首，是严重危害公众健康的全球性公共卫生问题[1]。自上世纪80年代以来，由于流动人口增加，艾滋病的迅速蔓延，卡介苗预防效果的局限性以及耐多药M.tb株的出现等因素，使得一度得到较好控制的结核又死灰复燃，发病率和死亡率呈明显上升趋势，给结核的防治带来新的严峻挑战。据世界卫生组织报道：全球有20亿人感染M.tb。我国是仅次于印度的全球第二大结核高负担国家[2]。

由于绝大多数(90％)感染了结核的人群不发病，处于潜伏感染状态，因此，研发预防和治疗结核潜伏感染的疫苗和药物已成为当今结核研究领域的重大课题[3]。评估抗结核疫苗和药物有赖于合适的动物模型。尽管大、小鼠、豚鼠、兔等小动物结核模型已被用于结核病原学、药物毒理学以及发病机制的研究[4]，但这些模型难以模拟人类TB的疾病过程，尤其是M.tb潜伏感染[5]。相比之下，从动物进化关系而言，非人灵长类动物是人类的近亲，在形态结构、生理机能、生化代谢和免疫功能等方面与人高度相似，其结核感染的临床表现、X线胸片观察和组织病理学变化、特异性T淋巴细胞免疫反应与人类结核极为接近[6-10]，因此，其实验结果最容易外推于人。正是由于非人灵长类动物结核发病及病程 发展和人类结核的相似性，该模型已成为抗结核疫苗和药物研发最为重要的实验动物平台。

尽管世界各国科学家积极致力于TB猕猴模型的研究，但是，这些研究均以人工的方式(如纤支镜或支气管接种)直接将结核分枝杆菌接种到猕猴气管或肺内[11-14]，然后放置在独立的负压隔离器中饲养，现有技术中的负压隔离器的气流都是单体循环，气流速度快，空气不能在隔离器间循环流动(如图1)，这与结核分枝杆菌在人类传播的方式差别巨大。人类结核病是通过患者咳嗽产生的气溶胶传播结核菌，使之自然感染上其他人群。绝大多数(90％)结核自然感染者不发病，处于潜伏感染状态。与此相反，大多数(60-80％)人工感染的猕猴发展为急性活动性结核病，在短期内迅速死亡。显然，经口、鼻以及上下呼吸道的自然途径感染与人工结核感染有很大差别，主要体现在机体对侵入的结核分枝杆菌免疫反应模式方面。由于没有受到上呼吸道粘膜免疫系统的识别和干扰，人工感染使结核分枝杆菌能顺利进入下呼吸道，建立肺部感染，导致大部分被感染的猕猴急性发病死亡。而在临床上，大部分人感染结核分枝杆菌而不发病，只有当机体免疫力低下时(如感染艾滋病毒后)，潜伏感染可转变成活动性结核。此外，气管人工感染方式，感染菌株均为体外培养的菌株，这些培养基中扩增的菌株和在自然界中宿主体内菌株生长环境不同，因此其表型也有差异。这样的体外扩增菌株不能完全模拟自然界中感染菌株从一宿主体内转移到另一宿主体内的这一完整过程。因此，这种通过人工感染方式建立的猕猴结核感染模型与人类感染结核分枝杆菌后大部分成为潜伏感染差别甚大，建立结核自然感染(空气传播)非人灵长类感染模型将具有十分重要的临床意义，是研发和评估新型抗结核药物和疫苗的必不可少的组成部分。

参考文献

1.王黎霞,成诗明,陈明亭.2010年全国第五次结核病流行病学抽样调查报告.中国防痨杂志,2012,34:485-508.

2.Organization.WH.Global tuberculosis control:WHO report.World Health Organization,2010

3.Andersen P,Doherty TM.The success and failure of BCG-implications for a novel tuberculosis vaccine.Nat Rev Microbiol,2005；3:656-662.

4.Dharmadhikari AS,Nardell EA.What animal models teach humans about tuberculosis.Am J Respir Cell Mol Biol,2008；39:503-508.

5.黎友伦,王国治,罗永艾.结核分枝杆菌潜伏感染动物模型及评价.中华结核和呼吸杂志,2005；28:552-554.